Så-godt-som naturlige materialer
august 2002

Kronch!
Der skal ikke meget til. Lige et øjebliks uopmærksomhed, nogle lidt uheldige omstændigheder, kronch, så er der en bule i bilen. Og sådan en lille bule, den kan være dyr at få ordnet - tro mig, jeg har prøvet det.
Så jeg spidsede ører, da jeg hørte ideen om biler der kan reparere sig selv.

"Hvis vi skærer os, så heler vores hud sig normalt af sig selv. Men hvad nu hvis man også havde biler der kunne vokse sig tilbage i facon, hvis de fik en bule?"

God ide, sådan en bil ville jeg gerne have. Men der er selvfølgelig lige det problem, at biler og kroppe er to helt forskellige konstruktioner. Biler er mekaniske og døde, de gør ikke noget af sig selv. Kroppe, derimod, er biologiske og levende, og vi kan dårligt nok selv holde styr på alt det vores egen krop finder på at gøre.

Men manden med ideen om bilen fremturer:
"Hvis jeg rev hul i min frakke, så ville det rart at det hul kunne reparere sig selv - ligesom det ville være praktisk med bygninger, der kunne sanse hvis der kom revner, så de selv kunne fylde dem igen".

Harold Craighead hedder manden med de vældig gode ideer. Han er leder af et nyt forskningscenter ved Cornell universitet nord for New York. I Nano-bioteknologi centeret, som det kaldes, arbejder man med en kombination af to af tidens væsentligste nye teknologier; bioteknologi og nano-teknologi, der drejer sig om konstruere ting i ekstremt lille skala.

Den type systemer som Craigheads laboratorium arbejder på at konstruere er ofte lettest at forstå, hvis man bruger modeller fra biologiens verden. De bedste ideer til at løse problemerne får Craigheads forskere tit ved at observere hvordan naturen har klaret tilsvarende situationer.

Selv den kedeligste urtepotte rummer utallige eksempler på teknologiske løsninger og principper, der mageligt overgår det mest avancerede højteknologi ingeniører kan konstruere. Det er oplagt at forsøge at lure nogle af de tricks - og faktisk bliver det mere og mere nødvendigt, fordi de almindelige fysiske love og mekaniske konstruktioner begynder at komme til kort, i takt med at vores teknologi bliver skabt af stadig mindre dele, og med stadig større kompleksitet.

Bio-mimetic er et ord, man ofte støder på for tiden. Mimetic betyder at noget bliver efterlignet, og bio-mimetics er en betegnelse, man bruger når forskere udvikler løsninger ved bevidst at kopiere principper fra naturen.

Der er mange interessante eksempler på den tankegang. Et af de klassiske er Velcro. Manden der opfandt velcro fik ideen ved at se nærmere på de små kroge på de burrer, der satte sig fast i pelsen på hans langhårede hund når de var ude at gå tur.

I computernes verden er der forskere der forsøger at skabe en helt ny, ultra kompakt type computere ved at efterligne den måde vores arvemasse, DNA'et, kopieres hver gang en celle deler sig.

Andre forskere forsøger at efterligne nogle af de suveræne materialer naturen er istand til at frembringe. Perlemor er for eksempel ekstremt stærkt og modstandsdygtigt overfor revner. Forklaringen er at perlemor er opbygget af mange små lag, hvor hårde materiale veksler med bløde materialer. Nu er der forskere der undersøger om man kan kopiere den struktur i materialer til f.eks. kofangere på biler eller til at bygge flyvemaskiner eller bil-karrosserier af.

Fotosyntes er en af naturens mest forbløffende mekanismer. Fotosyntese bruges af planter, når de med bladene bruger sollys til at spalte vand, for at skaffe sig energi og byggematerialer til væksten. Den mekanisme kunne tænkes at være nyttig i andre sammenhænge, både til at lave bedre solfangere ud fra, og som en måde at producere brint til de mange biler, som mange forventer vil køre med brint som brændstof engang om nogle årtier.

På universitetet i den engelske by Reading findes et institut, der specielt studerer bio-mimetics. Det ledes af professor George Jeronimidis:

Bio-mimitecs er først og fremmest en kilde til inspiration, siger George Jeronimidis, Når vi står overfor tekniske problemer viser det sig ofte at naturen allerede været dem igennem. Der er mange ideer som er værd at tage et nærmere kig på, for at se om vi begrænser os selv på grund af den måde vi går til tingene på, sagde Jeronimidis - og så nævnte han at naturen arbejder fra bunden opefter, hvorimod vi typisk gør det omvendt.

- Og hvordan skal dét så forstås?

"Hvis mennesker bygger en bro, så man starter man med en form, en arkitekttegning, der viser, hvordan konstruktionen skal gå fra A til B. Man regner man den igennem og bygger modeller for at checke styrken og stabiliteten, og formentlig retter man så den oprindelige form lidt til.
Et træ eller et menneske, derimod, vokser op på en helt anden måde", fortalte George Jeronimidis:

"Indenfor biologien ser man sjældent at formen er fastlagt på forhånd. Når et træ vokser, så sker det i et konstant samspil med informationer om omgivelserne. Hvilket materiale, der skal benyttes, hvilken retning der skal vokses i, det afgøres løbende under væksten. Designet og fremstillingen er altså samlet i én arbejdsgang".

Og det interessante er at den konstante tilpasning fortsætter i alle levende materialer - hvad enten det er træ, knogler eller hud.

Vores knogler er en mekanisk struktur, men de kan også lave målinger og foretage ændringer i deres egen konstruktion. Hvis en knogle mærker en hårdere belastning eller et brud, så har den specialiserede celler, der kan reagere ved afsætte mere materiale - og omvendt, hvis belastningen bliver lav, så fjerner cellerne det overflødige knogle. På den måde er knoglen hele tiden en optimal struktur i forhold til betingelserne.

Og dermed er vi ved at være tilbage til bilen der selv kan banke buler ud. For hvis den skal kunne gøre det, ja, så er det oplagt at se nøje på den møde knogler eller hud fungerer på.


Læs mere om biomimetics på temasiden her på websitet ved at klikke her